Физические величины. Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений
план-конспект урока по физике

Физические величины. Измерение физических величин.

Точность и погрешность измерений.

I. Организационный этап

II. Проверка домашнего задания.

1 слайд: III. Изучение нового материала.

Великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев сказал: «Наука начинается там, где начинаются измерения». В ходе этого урока вы узнаете, что такое измерение, что такое цена деления шкалы измерительного прибора и как ее рассчитать, а также научитесь определять погрешность (неточность) результатов измерений. 

2 слайд: 1.Физические величины. Измерение физических величин.

С давних пор люди сталкивались с необходимостью определять расстояния, длины предметов, время, площади, объемы… Масса, высота, скорость и т.д. являются физическими величинами, которые можно измерить.

Вы уже знаете, что для изучения различных физических явлений, происходящих с различными физическими телами, приходится ставить опыты. А во время проведения опытов приходится проводить измерения, для которых требуются физические приборы.

Что значит измерить физическую величину?

Измерить физическую величину – это значит сравнить ее с другой такой же (как говорят, однородной) физической величиной, принятой за единицу.

Например, длину предмета сравнивают с единицей длины, массу тела сравнивают с единицей массы.

3-8 слайд: Давайте обратимся к истории и рассмотрим старинные меры

9 слайд: Но если один исследователь измерит длину, например, пройденного пути в саженях, а другой исследователь измерит ее в футах, то им, наверное, сразу будет трудно понять друг друга.

Поэтому во всем мире стараются измерять физические величины в одних и тех же единицах. В 1963 году была принята Международная система единиц СИ (SI – System International). И именно в этой системе единиц измерения физических величин мы в дальнейшем будем работать.

Например, самыми распространенными физическими величинами являются длина, масса и время. В Международной системе единиц СИ принято:

—   длину измерять в метрах (м);

—   массу измерять в килограммах (кг);

—   время измерять в секундах (с).

Конечно, вы знаете и другие, второстепенные единицы измерения. Например, время можно измерять в минутах, часах. Но важно учесть, что все наши последующие расчеты мы будем стараться вести именно в системе СИ.

10 слайд: Часто применяются единицы, которые в 10,100,1000 и т.д. раз больше принятых единиц (кратные). Эти единицы получили наименования с соответствующими приставками, взятыми из греческого языка. «Дека»  - 10, «гекто» - 100, «кило» - 1000 и др.

Если используются единицы, которые в 10,100,1000 и т.д. раз меньше  принятых единиц (дольные), то применяют приставки, взятые из латинского языка. «Деци» - 0,1, «санти» - 0,01, «мили» - 0,001 и др.

11 слайд: 2. Цена деления шкалы измерительного прибора

При проведении измерений очень важно правильно пользоваться измерительными приборами. Вам уже знакомы некоторые приборы, такие, как линейка, термометр. С другими вам еще предстоит познакомиться – с измерительным цилиндром, вольтметром, амперметром. Но все эти приборы объединяет одно: у них есть шкала.

Чтобы правильно работать с измерительным прибором, необходимо в первую очередь обратить внимание на его измерительную шкалу.

12 слайд: Для примера рассмотрим измерительную шкалу самой обыкновенной линейки.

С помощью этой линейки можно измерить длину любого предмета, но не в единицах системы СИ, а в сантиметрах. На шкале любого прибора обязательно указаны единицы измерения.

На шкале вы видите штрихи (так называются черточки, нанесенные на шкалу). Промежутки между штрихами называются делениями шкалы. Не путайте штрихи с делениями!

Рядом с некоторыми штрихами расположены числа.

Для того чтобы начать работать с любым прибором, необходимо определить цену деления шкалы этого прибора.

Ценой деления шкалы измерительного прибора называется расстояние между ближайшими штрихами шкалы, выраженное в единицах измеряемой величины (в сантиметрах или миллиметрах для линейки, в градусах для термометра и т.д.).

13 слайд: Чтобы определить цену деления шкалы любого измерительного прибора, необходимо выбрать два ближайших штриха, рядом с которыми нанесены численные значения величины. Например, два и один. Теперь из большего значения нужно вычесть меньшее. Полученный результат нужно разделить на число делений между выбранными штрихами

В нашем примере – ученическая линейка.  Еще один пример – шкала термометра.

Выбираем два ближайших штриха с числами, например, 20 и 10 градусов Цельсия (обратите внимание, что и на этой шкале указаны единицы измерения, °С). Между выбранными штрихами расположено 2 деления. Таким образом, получим

3. Погрешность измерения и ее нахождение.

14 слайд: Для правильного проведения измерений недостаточно уметь определять цену деления шкалы прибора. Вспомните, что, говоря о расстоянии от одного пункта до другого, мы иногда употребляем выражения вроде «плюс-минус полкилометра». Это означает, что точное расстояние нам неизвестно, что при его измерении допущена некоторая неточность, или, как принято говорить, погрешность.

Погрешность присутствует при любом измерении, абсолютно точных приборов не существует.

Источниками погрешностей при измерениях являются:

• неточность самих измерительных приборов,
• способ снятия показаний с прибора,
• непостоянство измеряемой величины.

15 слайд: И величину погрешности тоже можно определить по шкале измерительного прибора.

Погрешность измерения составляет половину цены деления шкалы измерительного прибора.

Например, обычная ученическая линейка имеет цену деления 1 мм. Предположим, с ее помощью мы измерили длину карандаша, и у нас получилось 13,7 мм. Половина цены деления линейки 0,5 мм = 0,05 см. Это и есть погрешность измерения. Если обозначить длину карандаша буквой L, то результат измерения записывается так:

.

Знак  (плюс-минус) означает, что при измерении мы могли ошибиться и в большую, и в меньшую сторону, то есть длина карандаша лежит в пределах от 13,65 см до 13,75 см.

16 слайд: Чем меньше цена деления шкалы прибора, тем больше точность (меньше погрешность) измерений с помощью этого прибора.

При записи величин, с учетом погрешности, следует пользоваться формулой

А = а  Δа, где А – измеряемая величина, а – результат измерений, Δа – погрешность измерений.

IV. Домашнее задание.

17 слайд: Для всех: § 4,5; упр. 1; определить цену деления физических приборов, имеющихся дома.
Для желающих: доклад по теме «Старинные единицы измерения физических величин».

Самостоятельная работа

1.Какие из перечисленных явлений относятся к физическим:

а) закипела вода в чайнике;       б) молоко прокисло в стакане;       в) в печи сгорели дрова;

г) булавка притянулась к намагниченным ножницам;       д) стальной нож заржавел;

е) распустился подснежник;  ж) прозвенел звонок на урок?

2.В таблицу впишите номера словосочетаний, относящихся к … явлениям:

 1) шар катится,  2) свинец плавится, 3) холодает, 4) слышны раскаты грома, 5) маятник часов колеблется, 6) звезды мерцают, 7) вода кипит, 8) наступает рассвет, 9) эхо, 10) плывет бревно, 11) снег тает, 12) облака движутся, 13) гроза, 14) летит голубь, 15) сверкает молния, 16) шелестит трава,

17) горит электрическая лампа.

3.Распределите в таблице номера следующих слов:

1) свинец, 2) гром, 3) рельсы, 4) Луна, 5) пластмасса, 6) алюминий, 7) трактор, 8) кипение, 9) мед,

10) ракета, 11) буран, 12) наводнение, 13) вертолет, 14) асфальт, 15) стол, 16) серебро.

4. Летним утром на траве обнаружили капельки росы. На наружной стороне специально охлаждаемого металлического сосуда получены капельки влаги. В каком случае явление образования росы изучалось путем наблюдения, а в каком – путем постановки опыта?

Самостоятельная работа

1.Какие из перечисленных явлений относятся к физическим:

а) закипела вода в чайнике;       б) молоко прокисло в стакане;       в) в печи сгорели дрова;

г) булавка притянулась к намагниченным ножницам;       д) стальной нож заржавел;

е) распустился подснежник;  ж) прозвенел звонок на урок?

2.В таблицу впишите номера словосочетаний, относящихся к … явлениям:

 1) шар катится,  2) свинец плавится, 3) холодает, 4) слышны раскаты грома, 5) маятник часов колеблется, 6) звезды мерцают, 7) вода кипит, 8) наступает рассвет, 9) эхо, 10) плывет бревно, 11) снег тает, 12) облака движутся, 13) гроза, 14) летит голубь, 15) сверкает молния, 16) шелестит трава,

17) горит электрическая лампа.

3.Распределите в таблице номера следующих слов:

1) свинец, 2) гром, 3) рельсы, 4) Луна, 5) пластмасса, 6) алюминий, 7) трактор, 8) кипение, 9) мед,

10) ракета, 11) буран, 12) наводнение, 13) вертолет, 14) асфальт, 15) стол, 16) серебро.

4. Летним утром на траве обнаружили капельки росы. На наружной стороне специально охлаждаемого металлического сосуда получены капельки влаги. В каком случае явление образования росы изучалось путем наблюдения, а в каком – путем постановки опыта?

Ответы:

1.Какие из перечисленных явлений относятся к физическим:

а) закипела вода в чайнике;

б) молоко прокисло в стакане;

в) в печи сгорели дрова;

г) булавка притянулась к намагниченным ножницам;

д) стальной нож заржавел;

е) распустился подснежник;

ж) прозвенел звонок на урок?

2. В таблицу впишите номера словосочетаний, относящихся к … явлениям:

 1) шар катится,  2) свинец плавится, 3) холодает, 4) слышны раскаты грома, 5) маятник часов колеблется, 6) звезды мерцают, 7) вода кипит, 8) наступает рассвет, 9) эхо, 10) плывет бревно, 11) снег тает, 12) облака движутся, 13) гроза, 14) летит голубь, 15) сверкает молния, 16) шелестит трава,

17) горит электрическая лампа.

3.Распределите в таблице номера следующих слов:

1) свинец, 2) гром, 3) рельсы, 4) Луна, 5) пластмасса, 6) алюминий, 7) трактор, 8) кипение, 9) мед,

10) ракета, 11) буран, 12) наводнение, 13) вертолет, 14) асфальт, 15) стол, 16) серебро.

4. Летним утром на траве обнаружили капельки росы. На наружной стороне специально охлаждаемого металлического сосуда получены капельки влаги. В каком случае явление образования росы изучалось путем наблюдения, а в каком – путем постановки опыта?

Первое – наблюдение, второе – опыт.